CN106422587A - 生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置及除尘系统 - Google Patents

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Abstract

一种生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置，其通过烟管连接在旋风除尘器和布袋除尘器之间，包括壳体和过滤网，所述壳体包括进气端和出气端，所述进气端和出气端分别与所述旋风除尘器和布袋除尘器连接，所述过滤网固定在所述壳体内，所述过滤网为柱状。本发明的阻火装置及除尘系统，通过在布袋除尘器之前设置过滤网，有效防止可燃颗粒进入布袋除尘器，且结构简单、造价便宜；通过将过滤网设置为柱状，有效增加烟气流通面积；合理设计过滤网网孔大小，减小过滤网对烟气流通产生的阻力。

Description

生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置及除尘系统
技术领域
本发明涉及一种锅炉设备，尤其涉及一种生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置及除尘系统。
背景技术
生物质锅炉是指以生物质能源做为燃料的锅炉。生物质锅炉因其燃烧可再生燃料-生物质、生态零排放等优势，而逐渐被广泛应用诸多领域，包括：家用供暖、小型发电厂等。生物质锅炉系统通常包括给料系统、燃烧系统、吹灰系统、烟风系统和自控系统。其中烟风系统包括送风系统和除尘系统，其中除尘系统的作用是，在引风机作用下，燃烧完成后产生的高温烟气经过在烟管中的对流换热进入除尘器净化，最后经引风机由烟囱排出。
现有技术中的除尘系统通常包括旋风式除尘器和布袋除尘器。在生物质锅炉的实际使用中，由于生物质燃烧过程中，烟气容易带出还在燃烧的燃料颗粒，这些颗粒进入布袋除尘器有可能引起布袋着火造成事故，因此烟气在进入布袋除尘器前，要先经过旋风除尘器或多管式旋风除尘器进行除尘。但由于旋风式除尘器难以将燃烧着的燃料颗粒全部捕捉，漏过的燃烧着的燃料颗粒进入布袋除尘器就可能点燃布袋引起燃烧。由于这个原因，布袋除尘器起火的事故时有发生。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种结构简单、能有效过滤可燃颗粒的阻火装置。
本发明所采用的技术方案是：
一种生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置，其通过烟管连接在旋风除尘器和布袋除尘器之间，包括壳体和过滤网，所述壳体包括进气端和出气端，所述进气端和出气端分别与所述旋风除尘器和布袋除尘器连接，所述过滤网固定在所述壳体内，所述过滤网为柱状。
进一步地，所述过滤网为圆柱状、圆锥状、圆台状、棱锥状或棱柱状。
进一步地，所述过滤网的一端为封闭端，另一端为开放端。
进一步地，所述封闭端靠近所述壳体的进气端，所述开放端固定在所述壳体的出气端上。
进一步地，所述过滤网的网面为波浪状。
进一步地，所述过滤网为不锈钢过滤网。
进一步地，所述过滤网的最大网孔直径为从过滤网出口到布袋除尘器入口这段路径长度中能够燃尽的最大颗粒的直径dp0。
进一步地，所述能够燃尽的最大颗粒的直径dp0通过以下公式计算
dp0＝(4tDρNuD*Yox/ρcβ)0.5
其中，t＝s/v，s是烟气从所述过滤网的出口到布袋除尘器入口的最短路径长度，v是从所述过滤网的出口到布袋除尘器入口的烟管中烟气的平均流速；D是烟气的扩散系数，ρ是烟气密度，NuD*是努谢尔数，Yox是环境中氧质量分数，ρc是可燃颗粒密度，β是氧和炭燃烧时的当量比。
进一步地，取NuD*＝2，β＝8/3。
本发明还提供一种生物质锅炉除尘系统，包括通过烟管依次连接的旋风除尘器、阻火装置和布袋除尘器，所述阻火装置为上述任一项所述的阻火装置。
本发明的阻火装置及除尘系统，通过在布袋除尘器之前设置过滤网，有效防止可燃颗粒进入布袋除尘器，且结构简单、造价便宜；通过将过滤网设置为柱状，有效增加烟气流通面积；合理设计过滤网网孔大小，减小过滤网对烟气流通产生的阻力。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是本发明的阻火装置的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，其为本发明的阻火装置的结构示意图。本发明的生物质锅炉除尘系统包括通过烟管100依次连接的旋风除尘器、阻火装置和布袋除尘器。该阻火装置包括壳体210、法兰220和过滤网230，该壳体210包括进气端211和出气端212。该旋风除尘器的出口端设置烟管100，该烟管100的末端设置成扩大锥形管110与阻火装置的进气端211连接，该阻火装置的出气端212通过另一段烟管100与布袋除尘器连接。
具体地，该壳体210为圆柱状，其两端分别通过法兰220与烟管100连接。该过滤网230为柱状，在本实施例中优选圆柱状，其一端为封闭端231，另一端为开放端232，该封闭端231靠近壳体210的进气端211，该开放端232固定在出气端212的法兰220上，该过滤网230将壳体210内的空间划分为两部分，一是近似环形状(带有一圆柱状端)的烟气进入空间，二是圆柱状的烟气过滤后的流出空间。比起普通的片状过滤网230，圆柱状的过滤网230的总面积较大，能增加烟气通过该过略网时的有效流通面积，促进烟气的流通。使用时，如图1的箭头所示，烟气从进气端211进入，在近似环形状的空间内流动，并经过过滤网230的封闭端231面或圆周面，可燃颗粒被阻隔在过滤网230的网孔上，直至燃烧至小于网孔的尺寸后，通过过滤网230，然后从其出气端212流出至烟管100，在此过程中继续燃烧，在进入布袋除尘器之前刚好燃烧殆尽。
为了使可燃颗粒在到达布袋除尘器之前完全燃尽，设想一直径为dp0的可燃颗粒在过滤网最靠近布袋除尘器的位置上，如过滤网的出口即开放端处，其从过滤网出口到布袋除尘器入口的流动时间为t，t＝s/v，s为过滤网到布袋除尘器入口的最短路径长度，可根据实际尺寸测量获得，v是从过滤网出口到布袋除尘器入口的烟管中烟气的平均流速，可通过在烟管中或烟管出口处采用毕托管或者其他流速仪测定，测点选择中心点。将s和v测得的数值代入公式后可得出t。
同时，假设该可燃颗粒已经燃烧成为木炭颗粒，木炭颗粒的燃尽时间可用以下公式计算：
t＝(dp0)2ρcβ/(4DρNuD*Yox)
其中，ρc是可燃颗粒密度，具体指木炭颗粒本身的密度，即木炭颗粒在单位体积下的质量，β是氧和炭燃烧时的当量比，D是烟气的扩散系数，ρ是烟气密度，NuD*是努谢尔数，Yox是环境中氧质量分数。
因此该木炭颗粒的直径为：
dp0＝(4tDρNuD*Yox/ρcβ)0.5
将具体数值代入即可获得该木炭颗粒的直径。在本实施例中，考虑到木炭颗粒相对较小，和烟气的相对速度较小，优选努谢尔数NuD*＝2，同时，氧和炭燃烧时的当量比β可以取为8/3。由此得出以下计算公式：
dp0＝(3tDρYox,/ρc)0.5
经上述公式计算得出的直径为dp0的燃烧颗粒，能刚好在进入布袋除尘器之前燃尽，因此可取网孔直径为dp0或以下，但考虑到网孔越大，其对烟气的流通阻力越小，因此应取尽可能大的孔径，在本实施例中优选过滤网网孔直径为dp0。
在其他实施方式中，过滤网还可以是其他形状，如圆锥状、圆台状、棱锥状或棱柱状，其中，棱柱状如正四棱柱、正六棱柱、正八棱柱等等。在该过滤网上可以设置凹凸或层叠结构，如波浪状的网面，增大烟气的有效流通面积。该过滤网的封闭端和开放端也可以倒置，将其开放端固定在壳体的进气端的法兰上，封闭端靠近出气端。或过滤网两端皆为开放端，其将壳体内的空间划分为环形状空间和中央的圆柱状空间，烟气可以从环形状空间进入，过滤进入中央的圆柱状空间，或反之。该壳体也可以是圆柱状以外的其他形状，当需要过滤的烟气量较大时，可增加壳体的尺寸，并设置多个并列排布的过滤网。
本发明的阻火装置及除尘系统，通过在布袋除尘器之前设置过滤网，有效防止可燃颗粒进入布袋除尘器，且结构简单、造价便宜；通过将过滤网设置为柱状，有效增加烟气流通面积；合理设计过滤网网孔大小，减小过滤网对烟气流通产生的阻力。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置，其通过烟管连接在旋风除尘器和布袋除尘器之间，其特征在于：包括壳体和过滤网，所述壳体包括进气端和出气端，所述进气端和出气端分别与所述旋风除尘器和布袋除尘器连接，所述过滤网固定在所述壳体内，所述过滤网为柱状。
2.根据权利要求1所述的生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置，其特征在于：所述过滤网为圆柱状、圆锥状、圆台状、棱锥状或棱柱状。
3.根据权利要求1所述的生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置，其特征在于：所述过滤网的一端为封闭端，另一端为开放端。
4.根据权利要求3所述的生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置，其特征在于：所述封闭端靠近所述壳体的进气端，所述开放端固定在所述壳体的出气端上。
5.根据权利要求1所述的生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置，其特征在于：所述过滤网的网面为波浪状。
6.根据权利要求1所述的生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置，其特征在于：所述过滤网为不锈钢过滤网。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置，其特征在于：所述过滤网的最大网孔直径为从过滤网出口到布袋除尘器入口这段路径长度中能够燃尽的最大颗粒的直径dp0。
8.根据权利要求7所述的生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置，其特征在于：所述能够燃尽的最大颗粒的直径dp0通过以下公式计算
dp0＝(4tDρNuD*Yox/ρcβ)0.5
其中，t＝s/v，s是烟气从所述过滤网的出口到布袋除尘器入口的最短路径长度，v是从所述过滤网的出口到布袋除尘器入口的烟管中烟气的平均流速；D是烟气的扩散系数，ρ是烟气密度，NuD*是努谢尔数，Yox是环境中氧质量分数，ρc是可燃颗粒密度，β是氧和炭燃烧时的当量比。
9.根据权利要求8所述的生物质锅炉布袋除尘器的阻火装置，其特征在于：取NuD*＝2，β＝8/3。
10.一种生物质锅炉除尘系统，其特征在于：包括通过烟管依次连接的旋风除尘器、阻火装置和布袋除尘器，所述阻火装置为根据权利要求1至9中任一项所述的阻火装置。
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